JPH072051B2 - 果菜類収穫用ハンドの柄切断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、捕捉した果菜類の柄を切断する帯板状のカッ
タ、及び、前記果菜類の柄を支持する帯板状の柄支持部
材を設け、前記カッタ及び柄支持部材を、それらの間に
前記果菜類を導入する通路を形成すべく、通路外方側に
退避した位置とそれらの間で前記果菜類の柄を支持すべ
く通路内方側に突出した位置とに切換え操作する駆動機
構を設け、この駆動機構を、前記果菜類の柄の位置に合
わせて前記カッタ及び柄支持部材夫々の通路内方側への
突出位置を変更できるように構成し、前記カッタ及び柄
支持部材の突出後でかつ前記カッタの切断前において前
記カッタ及び柄支持部材を前記果菜類の柄におけるその
果菜類寄りの根元側に位置させるべく、前記カッタ及び
柄支持部材を移動させる移動手段を設けてある果菜類収
穫用ハンドの柄切断装置に関する。

〔従来の技術〕

かかる果菜類収穫用ハンドにおいて、従来では、捕捉し
た果菜類の柄に対するカッタ及び柄支持部材の突出位置
に拘らず、カッタ及び柄支持部材を予め設定された一定
方向に移動させることにより、カッタ及び柄支持部材を
柄におけるその果菜類寄りの根元側に位置させたのち、
果菜類の柄をカッタにより切断することによって、果菜
類の柄を極力短く切断することができるように構成され
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の如く、カッタ及び柄支持部材の移動方向が一定で
あると、カッタ及び柄支持部材の突出位置によっては、
果菜類の柄の長手方向とカッタ及び柄支持部材の移動方
向が一致しない場合がある。この場合、果菜類の柄をカ
ッタや柄支持部材が接当押圧しながら移動するものとな
り、果菜類の柄がカッタ及び柄支持部材の移動抵抗とな
る結果、カッタ及び柄支持部材の移動がスムーズに行な
えず、果菜類の柄を所定通り極力短く切断することがで
きないことがあった。

本発明の目的は、捕捉した果菜類の柄に対するカッタ及
び柄支持部材の突出位置に拘らず、カッタ及び柄支持部
材の移動がスムーズに行なえるようにする点にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の特徴構成は、前記カッタ又は柄支持部材の突出
位置を検出する突出位置検出手段を設け、前記カッタ又
は柄支持部材の長手方向での前記果菜類の柄の位置を検
出する柄位置検出手段を設けると共に、前記突出位置検
出手段及び柄位置検出手段夫々の検出情報に基づいて前
記果菜類の柄の長手方向を判別する判別手段を設け、前
記移動手段による前記カッタ及び柄支持部材の移動方向
を前記果菜類の柄の長手方向にすべく、前記判別手段の
判別結果に基づいて移動方向を設定するように前記移動
手段を構成した点にある。

〔作用〕

カッタ又は柄支持部材の突出位置及びカッタ又は柄支持
部材の長手方向での果菜類の柄の位置を検出することに
よって、果菜類の柄の長手方向を三次元的に判別し、こ
の判別された果菜類の柄の長手方向にカッタ及び柄支持
部材を正確に移動させて、カッタにより果菜類の柄を所
定寸法に切断するのである。

〔発明の効果〕

したがって、果菜類の柄の長手方向を三次元的に判別す
ることによって、柄の長手方向を精度よく識別すること
ができるので、カッタ及び柄支持部材の移動方向を果菜
類の柄の長手方向により一層一致させて、カッタ及び柄
支持部材の移動をスムーズに行なわせることができ、も
って、捕捉した果菜類の柄に対するカッタ及び柄支持部
材の突出位置に拘らず、果菜類の柄の長手方向により的
確にカッタ及び柄支持部材を移動させて、果菜類の柄を
所定通り短く切断することができるようになった。

〔実施例〕

第９図に支すように、ブーム（１）を昇降及び旋回自在
に車体（２）に取り付け、前記ブーム（１）に補助ブー
ム（３）を水平方向に揺動自在に取り付け、そして、果
実類収穫用ハンド（Ｈ）を備えた作業用マニプレータ
（４）を、前記補助ブーム（３）の先端部に取り付け
て、果実収穫用の作業機を構成してある。尚、図中、
（５）はブーム昇降用油圧シリンダ、（６）はブーム旋
回用電動モータ、（７）は補助ブーム揺動用電動モータ
である。

前記作業用マニプレータ（４）は、多関節型の伸縮アー
ム（８）と、その伸縮アーム（８）の先端部に取り付け
た収穫用ハンド（Ｈ）とからなる。そして、前記伸縮ア
ーム（８）は、電動モータ（9a）にて縦軸芯（Ｘ）周り
で旋回操作され、且つ、電動モータ（9b）にて水平軸芯
（Ｙ）周りで揺動操作されると共に、電動モータ（9c）
にて伸縮操作されるように構成してある。

前記収穫用ハンド（Ｈ）について説明すれば、第３図及
び第４図に示すように、軟質ゴム製のバキュームパッド
（10）を、その吸引口がハンド前方側を向く状態で、通
気管（11）の先端部に外嵌着し、前記通気管（11）の基
部に、通気用の分岐管（12）を設け、その分岐管（12）
に、伸縮自在な蛇腹式の吸引用ホース（13）を接続して
あり、そして、前記分岐管（12）の基端部を、前記伸縮
アーム（８）の先端部にボルト止着してある。そして、
前記吸引用ホース（13）は、第８図に示すように、前記
車体側の吸気用ポンプ（14）に配管接続されている。

又、前記バキュームパッド（10）に吸着される状態で捕
捉された果実の果梗、いわゆる柄を切断する柄切断装
置、及び、捕捉部ケース（15）を設けてある。

前記捕捉部ケース（15）について説明すれば、第３図及
び第４図に示すように、ハンド前後方向にスライド移動
自在に前記通気管（11）に外嵌支持される基端部分（15
a）と、その先端側上部に止着される上部カバー部分（1
5b）と、前記基端部分（15a）の先端側下部に止着され
る下部カバー部分（15c）とからなり、そして、捕捉部
ケース（15）をスライド操作する出退操作用のエアシリ
ンダ（16）を、前記基端部分（15a）と前記分岐管（1
2）との間に介装してある。もって、前記バキュームパ
ッド（10）の吸引口が前記捕捉部ケース（15）よりも前
方側に位置する状態と、前記バキュームパッド（10）に
吸着された果実を前記捕捉部ケース（15）の内部に形成
される捕捉用の空間内に取り込む状態とに切り換え自在
に構成してある。

前記上部カバー部分（15b）及び下部カバー部分（15c）
について説明を加えれば、第３図〜第５図に示すよう
に、それらによってハンド外周部を覆うように半球状に
形成してあり、前記バキュームパッド（10）の吸引口に
対向する箇所に、一つの果実を通過させることができる
大きさの果菜類の入口としての果実通過用の開口部（2
6）を開口するようにしてある。

又、前記上部カバー部分（15b）の前記開口部（26）に
近接する部分に、果実の柄が挿通するスリット状溝（2
7）を形成してあり、もって、後述の如く果実を収穫す
る際に、前記バキュームパッド（10）にて吸着された収
穫対象果実のみを前記捕捉部ケース（15）内に取り込め
るように、且つ、その取り込み時に柄をスムーズに移動
させることができるようにしてある。

又、前記下部カバー部分（15c）の下部後方側に、前記
捕捉部ケース（15）内に保持される柄を切断された果実
を排出するための排出口（Ｂ）を開口してある。

そして、第３図に示すように、前記排出口（Ｂ）を開閉
する蓋体としてのシャッタ（29）を、前記排出口（Ｂ）
に対して横側方に向って開閉されるように、上下方向に
沿う軸芯（Q₁）周りに揺動自在な状態で、前記捕捉部ケ
ース（15）の基端部分（15a）の下部に枢着すると共
に、開閉用の単動式のエアシリンダ（30）にて、開閉操
作するように構成してある。

前記柄切断装置について説明すれば、第４図〜第６図に
示すように、帯板状で且つ半円弧状の固定刃体（17a）
とこの固定刃体（17a）の刃体長手方向に相対スライド
自在に連結された帯板状で且つ半円弧状の可動固体（17
b）からなるバリカン型のカッタ（17）を設け、そのカ
ッタ（17）の両端を、前記捕捉部ケース（15）の基端部
分（15a）の先端部左右両側において、固定軸芯（Ｐ）
周りで揺動自在に枢支すると共に、後述の柄支持部材
（18）を枢支する枢支部材（17c）を、前記固定軸芯
（Ｐ）に沿う方向視にて、前記カッタ（17）の端部から
それの長手方向に対して直交する方向に向けて、左右両
端部の夫々に延出し、そして、帯板状で刈る半円弧状の
柄支持部材（18）の両端を、前記枢支部材（17c）の延
出端部側において、横軸芯（Ｑ）周りで揺動自在に枢支
してある。もって、前記カッタ（17）及び柄支持部材
（18）の夫々を、それらの間に果実を導入する通路を形
成すべく、通路外方側に退避した位置とそれらの間で果
実の柄を支持すべく通路内方側に突出した位置とに切換
えるように、出退揺動自在にしてある。

前記カッタ（17）及び柄支持部材（18）を切換え操作す
る駆動機構（Ａ）を、捕捉した果実の柄の位置に合わせ
て前記カッタ（17）及び柄支持部材（18）夫々の通路内
方側への突出位置を変更できるように構成すると共に、
前記可動刃体（17b）のスライド駆動用エアシリンダ（2
0）を設け、もって、突出側への揺動、つまり起立作動
に伴って、前記カッタ（17）と柄支持部材（18）との間
に果実の柄を支持し、支持した柄を可動刃体（17b）の
スライド作動により切断するようにしてある。

前記可動刃体（17b）をスライド作動させる切断作動機
構（Ｃ）について説明すれば、第４図及び第６図に示す
ように、カッタ駆動用ピニオン（31）を、前記カッタ
（17）を前記固定軸芯（Ｐ）周りに揺動自在に枢支する
右側の枢支ピン（32）に、相対回転自在に外嵌させると
共に、前記可動刃体（17b）の端部に、前記ピニオン（3
1）に咬合自在で且つ刃体長手方向に歯部を並べたフェ
イスギヤ（33）を固着してあり、前記ピニオン（31）を
前記カッタ（17）に突出方向に向かう操作力が作用する
方向に向けて回転駆動するに伴って、前記フェイスギヤ
（33）が前記可動刃体（17b）と前記固定刃体（17a）が
重なる方向に向けてスライド移動して、前記可動刃体
（17b）を切断作動の初期位置に復帰させるように、且
つ、前記ピニオン（31）を前記カッタ（17）に引退方向
に向かう操作力が作用する方向に向けて回転駆動するに
伴って、前記フェイスギヤ（33）が前記可動刃体（17
b）を前記固定刃体（17a）上をスライド移動させて切断
作動させるようにしてある。但し、前記ピニオン（31）
は、前記固定軸芯（Ｐ）を中心とする円周に沿って歯部
を備えさせてある。

そして、前記ピニオン（31）に咬合するラック（34）
を、その引き操作時のみ前記ピニオン（31）が可動刃体
（17b）を切断作用側にスライド移動させるように、前
記エアシリンダ（20）との連係を断続する中継部材（3
5）を介して、前記エアシリンダ（20）に接続してあ
る。

つまり、前記固定刃体（17a）及び前記可動刃体（17b）
の前記固定軸芯（Ｐ）周りの揺動を許容させるようにし
ながらも、前記カッタ（17）及び柄支持部材（18）の駆
動機構（Ａ）の停止状態において、前記可動刃体（17
b）に対して切断作動側に向かう操作力が作用する方向
に向けて、前記ピニオン（31）を回転駆動できるように
してあり、前記エアシリンダ（20）が一往復スライド操
作されるに伴って、前記ピニオン（31）が前記固定刃体
（17a）の引退方向に向けて回転駆動され、そのピニオ
ン（31）に咬合する前記フェイスギヤ（33）が刃体長手
方向に沿ってスライド移動することとなり、前記固定刃
体（17a）に連結された可動刃体（17b）が、前記固定刃
体（17a）に対して相対スライド移動して、切断作動が
行われるのである。

前記カッタ（17）及び柄支持部材（18）を切換え操作す
る駆動機構（Ａ）について説明すれば、第３図〜第５図
に示すように、前記捕捉部ケース（15）の基端部分（15
a）の後部左側に、揺動操作用の減速機構（36）を備え
た出退操作用の電動モータ（19）を、その出力軸（37）
がハンド前方に向って前記捕捉部ケース（15）内に延出
された状態で設けると共に、前記出力軸（37）の先端部
に固着したウォームギヤ（38）にて回転駆動されるウォ
ームホイール（39）を、前記捕捉部ケース（15）の基端
部分（15a）の左側側面部に設け、そして、前記ウォー
ムホイール（39）に、前記カッタ（17）及び柄支持部材
（18）を、柄の向きに合わせた位置において、それらの
間に捕捉した果実の柄を支持するように揺動操作するた
めの差動機構（21）を連動連結してある。

前記差動機構（21）について説明すれば、第４図及び第
７図に示すように、前記ウォームホイール（39）の支軸
（40）を前記固定軸芯（Ｐ）周りに回転自在に枢支して
あり、前記カッタ（17）が前記支軸（40）にて前記固定
軸芯（Ｐ）周りに揺動自在な状態で枢支されるようにし
てある。そして、前記支軸（40）に、前記ウォームホイ
ール（39）にて回転駆動される入力ギヤ（41）を固着す
ると共に、前記入力ギヤ（41）に咬合する出力ギヤ（4
2）を、その回転に伴って前記柄支持部材（18）が前記
横軸芯（Ｑ）周りに揺動操作されるように、前記柄支持
部材（18）の左側端部に固着してある。尚、第３図中、
（43）は前記入力ギヤ（41）及び出力ギヤ（42）の脱落
を防止する押さえ部材である。

前記差動機構（21）の動作について説明を加えれば、前
記出力ギヤ（42）が前記入力ギヤ（41）を介して前記電
動モータ（19）にて回転駆動され、それに伴って、前記
出力ギヤ（42）が、前記固定軸芯（Ｐ）を中心とする円
周に沿って遊星回転して、前記横軸芯（Ｑ）の位置を、
ハンド下方側に向って後方に位置変更しながら、前記柄
支持部材（18）をその枢支点つまり前記横軸芯（Ｑ）周
りにハンド上方に向って揺動操作して、前記柄支持部材
（18）が、ハンド上方に向って楕円軌道を描くように揺
動されるのである。

又、前記出力ギヤ（42）は、前記カッタ（17）の端部に
延出された枢支部材（17c）に枢支されているので、前
記出力ギヤ（42）の入力ギヤ（41）に対する遊星回転に
伴って、前記枢支部材（17c）を前記固定軸芯（Ｐ）周
りに下方側に向って移動させることとなり、その結果、
前記カッタ（17）が、前記柄支持部材（18）の上方への
揺動と同時に下方に向って揺動されるのである。

但し、前記カッタ（17）が先に果実の柄に接当した場合
は、前記固定軸芯（Ｐ）周りの回転を阻止されるので、
前記カッタ（17）の揺動が停止されることとなるが、前
記入力ギヤ（41）を介して前記出力ギヤ（42）が駆動さ
れるので、前記柄支持部材（18）が、前記カッタ（17）
の揺動が停止された位置における前記横軸芯（Ｑ）周り
に引き続き揺動操作されることとなる。

一方、前記柄支持部材（18）が先に果実の柄に接当した
場合は、前記出力ギヤ（42）の入力ギヤ（41）に対する
遊星回転に伴って、柄に接当した柄支持部材（18）の先
端部を支点として、前記柄支持部材（18）の端部側が前
記固定軸芯（Ｐ）を中心とする円周に沿ってハンド後方
側に向って揺動されると同時に、前記カッタ（17）側の
枢支部材（17c）が、前記固定軸芯（Ｐ）を中心とする
円周に沿ってハンド後方側に向って揺動され、その結
果、前記柄支持部材（18）の上方への揺動を停止した状
態を維持しながら、前記カッタ（17）が引き続き下方に
向って揺動操作されるのである。

但し、前記可動刃体（17b）の切断作動時には、前記カ
ッタ（17）に対して前記ピニオン（31）にて引退側に向
かう操作力が加わることとなるが、前記差動機構（21）
が、前記固定軸芯（Ｐ）周りに回転駆動される入力ギヤ
（41）と、その入力ギヤ（41）に対して遊星回転する同
一ギヤ比の出力ギヤ（42）から構成され、そして、前記
入力ギヤ（41）が前記ウォームギヤ（36）を介して電動
モータ（19）に連動連結されているので、前記電動モー
タ（19）の停止状態においては、前記入力ギヤ（41）が
ロックされた状態となる。従って、柄が太いあるいは硬
い等に起因して、切断抵抗が大であると、柄切断のため
に前記ピニオン（31）を回転駆動するに伴って、前記可
動刃体（17b）がスライド移動する代わりに、前記ピニ
オン（31）にて前記固定刃体（17a）及び前記可動刃体
（17b）を引退側に揺動する操作力が発生することとな
るが、前記出力ギヤ（42）を前記入力ギヤ（41）に対し
て遊星回転するように設けてあることから、前記可動刃
体（17a）が引退側に移動されるに伴ってその移動量の
２倍の移動量で前記柄支持部材（18）を突出側に揺動さ
せるように作用することとなり、カッタ（17）と柄支持
部材（18）との接当、あるいは、それらの間での柄の挾
持によって、前記カッタ（17）と柄支持部材（18）との
揺動が阻止されることとなる。

第４図及び第７図に示すように、前記ウォームホイール
（39）の支軸（40）に一体回転自在に外嵌された第１ギ
ヤ（44）に、第２ギヤ（45）を咬合連動させ、この第２
ギヤ（45）にこれと一体回転すべく取付けた操作軸（45
a）を備えた第１ポテンショメータ（46）を前記基端部
分（15a）に支持させて、前記電動モータ（19）の駆動
回転位置を第１ポテンショメータ（46）により検出する
ことにより、カッタ（17）及び柄支持部材（18）の起立
作動の完了、起立作動完了の手前側の中間起立作動の完
了、並びに、引退作動完了を判別できるように構成して
ある。

又、枢支部材（17c）の一端にギヤ部（17d）を形成し、
このギヤ部（17d）に、第３ギヤ（47）を咬合連動し、
この第３ギヤ（47）にこれと一体回転すべく取付けた操
作軸（48a）を備えた第２ポテンショメータ（48）を前
記基端部分（15a）に支持させて、カッタ（17）の揺動
量を第２ポテンショメータ（48）により検出することに
より、カッタ（17）の突出位置検出手段（22）を構成し
てある。

尚、前記４つのギヤ（17d），（44），（45），（47）
の歯数比が次式の関係に設定してある。

又、後述の如く、前記収穫用ハンド（Ｈ）の各部の作動
を制御するための各種センサを設けてあり、それら各種
のセンサについて説明する。

第３図に示すように、前記バキュームパッド（10）に果
実が吸着されたことを感知する負圧センサ（S₁）を、前
記分岐管（12）に付設してある。

第３図〜第５図に示すように、前記収穫用ハンド（Ｈ）
つまり前記バキュームパッド（10）が収穫対象果実に対
して設定距離内に接近したことを検出する光反射式の近
接センサ（S₂）、及び、収穫対象果実の位置する方向を
検出するイメージセンサ（S₃）を、それらの検出方向が
前記バキュームパッド（10）の吸引口前方側を向く状態
で、前記バキュームパッド（10）の内部に設けると共
に、前記上部カバー部分（15b）の後部に、前記イメー
ジセンサ（S₃）による撮像処理に同期して設定光量で発
光するストロボ装置（28）を設けてあり、周囲の明るさ
に拘らず適正光量で撮像処理できるようにしてある。

又、柄を切断された果実が前記シャッタ（29）上に落下
して接触することにより切断完了検出するスイッチ式の
切断完了検出センサ（S₅）を、前記シャッタ（29）に設
けてあり、この切断完了検出センサ（S₅）の検出情報に
基づいて、前記シャッタ（29）の開閉を制御するように
してある。

第２図及び第５図に示すように、前記柄支持部材（18）
の長手方向３箇所に、シリコンゴムと金属粒子を特殊な
方法で組み合わせた柄位置検出手段としての加圧導電ゴ
ム（58）を付設してあり、柄支持部材（18）の突出に伴
い果実の柄が３個の加圧導電ゴム（58），（58），（5
8）のうちのいずれかに接当作用することにより、その
加圧導電ゴム（58）の抵抗値が絶縁状態から導電状態に
変化して、果実の柄の位置を検出するように構成してあ
る。

次に、前記収穫用ハンド（Ｈ）を、自動的に収穫対象果
実に向けてアプローチさせると共に、捕捉した果実の柄
を切断して収穫するための制御手段の構成について説明
する。

第８図に示すように、前記イメージセンサ（S₃）からの
撮像情報に基づいて収穫対象果実の位置する方向を求め
るための画像処理手段、前記収穫用ハンド（Ｈ）を収穫
対象果実に向けて誘導する誘導手段、前記捕捉部ケース
（15）内に捕捉された果実の柄の長手方向を前記突出位
置検出手段（22）及び前記柄位置検出手段（58）の検出
情報に基づいて判別する判別手段（23）、前記カッタ
（17）及び柄支持部材（18）の突出後でかつ前記カッタ
（17）の切断前においてカッタ（17）及び柄支持部材
（18）を果実の柄の根元側に位置させるべく、カッタ
（17）及び柄支持部材（18）を移動させる移動手段（2
4）、前記カッタ（17）により柄を切断して果実を収穫
するための各部の作動を制御する収穫作動制御手段等を
構成する制御装置（25）を設けてある。つまり、前記制
御装置（25）に、前記イメージセンサ（S₃）からの撮像
情報、前記負圧センサ（S₁）や近接センサ（S₂）の検出
情報、前記ポテンショメータ（46），（48）、前記３個
の導電ゴム（58），（58），（58）、並びに、前記切断
完了検出センサ（S₅）の検出情報夫々を入力してある。

そして、それら情報、及び、予め記憶された情報に基づ
いて、前記ブーム昇降用のシリンダ（５）の駆動用コン
トローラ（49）、前記ブーム旋回用モータ（６）の駆動
用コントローラ（50）、前記補助ブーム揺動用モータ
（７）の駆動用コントローラ（51）、前記伸縮アーム
（８）の各電動モータ（9a），（9b），（9c）の駆動用
コントローラ（52a），（52b），（52c）、前記捕捉部
ケース（15）の出退操作用エアシリンダ（16）に対する
制御弁（53）、前記カッタ（17）の操作用エアシリンダ
（20）に対する制御弁（54）、前記カッタ（17）及び柄
支持部材（18）の起伏操作用電動モータ（19）の駆動用
コントローラ（55）、前記バキュームパッド（10）の吸
引作動制御用の制御弁（56）、前記シャッタ（29）の開
閉用エアシリンダ（30）に対する制御弁（57）、並び
に、前記イメージセンサ（S₃）及びストロボ装置（25）
の夫々に、作動指令を出力して、収穫対象果実の位置す
る方向を検出すること、前記収穫用ハンド（Ｈ）を収穫
対象果実に向けてアプローチさせること、果実を収穫す
ること、及び、収穫した果実を所定の位置にて排出する
こと、夫々を自動的に行わせるように構成してある。

次に、第10図（イ），（ロ）に示すフローチャートに基
づいて、制御装置（25）の動作を説明する。

先ず、第１図（イ）に示すように、前記バキュームパッ
ド（10）を、予め設定されたアプローチ開始位置に位置
する状態で、且つ、収穫対象果実が位置する所定範囲の
方向を向くようにセットした後、前記ストロボ装置（2
8）を発光させて、前記イメージセンサ（S₃）にて撮像
処理する。

但し、前記イメージセンサ（S₃）の撮像視野範囲は、前
記車体（２）の移動、ブーム（１）の旋回や昇降、補助
ブーム（３）の水平揺動、並びに、前記伸縮アーム
（８）の補助ブーム（３）に対する旋回や前後揺動によ
って、前記収穫用ハンド（Ｈ）つまりバキュームパッド
（10）の向きを変更して設定することとなる。

次に、その撮像画像情報を取り込んで、枝や葉等の背景
を除去して収穫対象果実のみに対応した画像情報を抽出
する画像処理を行って、収穫対象果実の位置する方向を
求める。

前記バキュームパッド（10）の吸引口が収穫対象果実側
に向かう状態を維持させながら、前記収穫用ハンド
（Ｈ）を収穫対象果実の位置する方向に向けて水平又は
それに近い方向に沿って高速移動する状態でアプローチ
するように、前記伸縮アーム（８）を伸長させる。

そして、アプローチ開始後に、第１設定距離（本実施例
では、前記伸縮アーム（８）の伸長可能な最大アプロー
チ距離の半分に設定してある）を伸長する間に、前記近
接センサ（S₂）が収穫対象果実に対して設定距離内に接
近したことを検出した場合は、前記バキュームパッド
（10）の吸引作動を開始すると共に、前記収穫用ハンド
（Ｈ）の移動速度を低速に切り換えて、前進させる。

一方、前記伸縮アーム（８）を前記第１設定距離伸長し
ても、前記近接センサ（S₂）がON作動しない場合は、前
記収穫用ハンド（Ｈ）のアプローチを一旦停止した状態
で、前記ストロボ装置（28）を再発光させながら再撮像
処理し、その撮像画像情報に基づいて収穫対象果実の位
置する方向を再度抽出すると共に、その抽出された方向
に向けて、前記近接センサ（S₂）がON作動するまでアプ
ローチを再開する。

但し、アプローチ距離が前記伸縮アーム（８）をその最
大伸長位置まで突出した位置に相当する第２設定距離に
達しても、前記近接センサ（S₂）がONしない場合は、収
穫不能であると判断して、前記伸縮アーム（８）を短縮
させて、収穫用ハンド（Ｈ）をアプローチ開始位置まで
戻す。

前記バキュームパッド（10）の吸引作動開始後は、前記
負圧センサ（S₁）の検出情報に基づいて、果実を吸着し
たか否かを判別し（第１図（ロ）参照）、所望通り吸着
している場合は、前記バキュームパッド（10）を停止さ
せ、且つ、引き続き、前記捕捉部ケース（15）を前方側
に突出させて、収穫対象果実を、前記捕捉部ケース（1
5）内に取り込んで、果実が前記柄切断装置の作動範囲
内に位置する状態となるようにする（第１図（ハ）参
照）。

但し、収穫用ハンド（Ｈ）を設定距離（例えば、前記近
接センサ（S₂）の作動距離に対応した距離）を収穫対象
果実側に前進移動させても、前記負圧センサ（S₁）が作
動しない場合は、収穫不能であると判断して、前記捕捉
部ケース（15）を後方側に退避させると共に、前記バキ
ュームパッド（10）の吸引作動を停止させ、前記伸縮ア
ーム（８）を短縮させて、収穫用ハンド（Ｈ）をアプロ
ーチ開始位置まで戻す。

前記捕捉部ケース（15）内に果実を取り込んだ後は、前
記カッタ（17）及び柄支持部材（18）を前方側に向けて
起立作動させるべく、前記起伏操作用のモータ（19）を
正転駆動する。そして、前記ポテンショメータ（46），
（48）による検出情報に基づいて、その起立作動完了位
置の手前側の中間位置で起立作動を一旦停止させると共
に、前記バキュームパッド（10）の吸引作動を停止させ
る。そして、第１図（ニ）に示す如く、前記第２ポテン
ショメータ（48）の検出情報に基づいて検出されたカッ
タ（17）の突出位置に対応するカッタ（17）の突出方
向、つまり、上下方向での角度（φ）を読み込むと共
に、第３図に示す如く、前記加圧導電ゴム（58）の導電
状態に基づいて検出された柄支持部材（18）の長手方向
での果実の柄の位置に対応する柄支持部材（18）の長手
方向での柄の角度（φ）を読み込み、これらの角度
（φ），（ψ）を次式に代入して、カッタ（17）及び柄
支持部材（18）を移動させる位置を三次元的に求めるの
である。

ｘ＝−α×cosφ×cosψ ｙ＝−α×cosφ×sinψ ｚ＝−α×sinφ 尚、αは定数である。

上式により求められた位置（x,y,z）にカッタ（17）及
び柄支持部材（18）を移動させるべく、前記収穫用ハン
ド（Ｈ）全体を移動させることにより、カッタ（17）に
より切断される柄の長さが極力短くなるように、柄切断
装置に対する柄の位置を補正するのである。例えば、ハ
ンド側面視において、第１図（イ）に示す如く、カッタ
（17）及び柄支持部材（18）が位置している場合には矢
印（59）で示される方向へカッタ（17）及び柄支持部材
（18）が移動するように、かつ、柄支持部材（18）の長
手方向方向視において、第２図に示す如く、果実の柄が
位置している場合には、矢印（60）で示される方向へカ
ッタ（17）及び柄支持部材（18）が移動するように、こ
れら２つの方向を合成した方向にハンド（Ｈ）を移動さ
せることにより、カッタ（17）及び柄支持部材（18）の
移動方向を果実の柄の長手方向に一致させた状態でカッ
タ（17）及び柄支持部材（18）の移動が行われるのであ
る。

その後は、前記ポテンショメータ（46），（48）による
検出情報に基づいて、起立作動が完了するまで、引き続
き前記カッタ（17）及び柄支持部材（18）を前方側に向
けて起立作動させ、果実の柄を前記カッタ（17）と柄支
持部材（18）との間に挟み込む状態で保持させて、前記
カッタ（17）にて柄を切断する（第１図（ホ）参照）。

但し、前記カッタ（17）及び柄支持部材（18）が、その
起立作動完了位置や中間位置に達するに要する設定時間
経過しても、その位置まで起立作動したことを検出でき
ない場合や、前記切断完了検出センサ（S₅）がON作動し
ない場合は、収穫不能と判断して、前記ポテンショメー
タ（46）による検出情報に基づいて、前記カッタ（17）
及び柄支持部材（18）を、その引退完了位置まで後方側
に引退作動させて柄切断装置を初期位置まで倒伏させる
と共に、前記捕捉部ケース（15）をハンド後方側に引退
させた後、前記伸縮アーム（８）を短縮して、アプロー
チ開始位置まで戻すこととなる。

次に、前記シャッタ（29）に設けた切断完了検出センサ
（S₅）の検出情報に基づいて、切断完了を判別し、前記
切断完了検出センサ（S₅）がON作動している場合は、前
記捕捉部ケース（15）内に柄を切断された果実が収納さ
れた状態を維持しながら、収穫用ハンド（Ｈ）をアプロ
ーチ開始位置まで戻した後、前記シャッタ（29）を揺動
させて前記排出口（Ｂ）を開けて、収穫した果実を車体
（２）の脇に置いてある収納用の箱（Ｋ）に排出する。

収穫した果実を排出した後は、前記ポテンショメータ
（46），（48）による検出情報に基づいて、前記カッタ
（17）及び柄支持部材（18）を、その引退完了位置まで
後方側に引退作動させると共に、前記捕捉部ケース（1
5）をハンド後方側に引退させて前記バキュームパッド
（10）の吸引口が前記捕捉部ケース（15）の開口部（2
6）の前方側に突出する状態となる初期位置に復帰させ
た後、前記シャッタ（29）を閉じて、一つの果実に対す
る収穫作動を終了する。

一つの果実に対する収穫作動を終了した後は、前記収穫
用ハンド（Ｈ）を、そのアプローチ開始位置まで戻し、
例えば、前記アプローチ開始位置にて撮像した画像情報
等に基づいて収穫する果実が残っているか否かを判別す
ることにより、収穫作業が終了したか否かを判別する。
収穫対象果実がある場合は、前述した一連の処理を繰り
返すことにより、次の果実に対する収穫作動を再開する
こととなる。

〔別実施例〕

前記実施例では、カッタ（17）及び柄支持部材（18）の
起立作動完了位置の手前側の中間位置でカッタ（17）及
び柄支持部材（18）を果実の柄の根元側に位置させるべ
く移動させるようにしたが、カッタ（17）及び柄支持部
材（18）の起立作動完了後でかつカッタ（17）の切断前
にカッタ（17）及び柄支持部材（18）を移動させるよう
にしてもよい。

又、前記実施例では、カッタ（17）の突出位置を検出す
べくカッタ（17）側にポテンショメータ（48）を取付け
たが、柄支持部材（18）の突出位置を検出すべく柄支持
部材（18）側にポテンショメータ（48）を取付けてもよ
い。

又、前記実施例では、柄支持部材（18）に加圧導電ゴム
（58）を取付け果実の柄の位置を検出したが、カッタ
（17）に加圧導電ゴム（58）を取付けて果実の柄の位置
を検出するようにしてもよい。尚、この場合、加圧導電
ゴム（58）に代えて、リミットスイッチ等を取付けて実
施してもよく、柄位置検出手段としての具体構成は各種
変更できる。

又、前記実施例では、果実を収穫する場合について示し
たが、トマト等の野菜の収穫作業にも適用できる。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る果菜類収穫用ハンドの実施例を示
し、第１図（イ），（ロ），（ハ），（ニ），（ホ）は
収穫作動を示す説明図、第２図は収穫用ハンドのカッタ
又は柄支持部材の長手方向での移動方向を示す説明図、
第３図は収穫用ハンドの一部切欠き側面図、第４図は収
穫用ハンドの一部切欠き平面図、第５図は収穫用ハンド
の正面図、第６図はカッタの切断作動機構の構造を示す
要部切欠き右側面図、第７図はカッタ及び柄支持部材の
駆動機構の構造を示す要部切欠き左側面図、第８図は制
御構成を示すブロック図、第９図は果実収穫機の全体側
面図、第10図（イ），（ロ）は制御作動を示すフローチ
ャートである。 （17）……カッタ、（18）……柄支持部材、（22）……
突出位置検出手段、（23）……判別手段、（24）……移
動手段、（58）……柄位置検出手段、（Ａ）……駆動機
構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】捕捉した果菜類の柄を切断する帯板状のカ
   ッタ（17）、及び、前記果菜類の柄を支持する帯板状の
   柄支持部材（18）を設け、前記カッタ（17）及び柄支持
   部材（18）を、それらの間に前記果菜類を導入する通路
   を形成すべく、通路外方側に退避した位置とそれらの間
   で前記果菜類の柄を支持すべく通路内方側に突出した位
   置とに切換え操作する駆動機構（Ａ）を設け、この駆動
   機構（Ａ）を、前記果菜類の柄の位置に合わせて前記カ
   ッタ（17）及び柄支持部材（18）夫々の通路内方側への
   突出位置を変更できるように構成し、前記カッタ（17）
   及び柄支持部材（18）の突出後でかつ前記カッタ（17）
   の切断前において前記カッタ（17）及び柄支持部材（1
   8）を前記果菜類の柄におけるその果菜類寄りの根元側
   に位置させるべく、前記カッタ（17）及び柄支持部材
   （18）を移動させる移動手段（24）を設けてある果菜類
   収穫用ハンドの柄切断装置であって、前記カッタ（17）
   又は柄支持部材（18）の突出位置を検出する突出位置検
   出手段（22）を設け、前記カッタ（17）又は柄支持部材
   （18）の長手方向での前記果菜類の柄の位置を検出する
   柄位置検出手段（58）を設けると共に、前記突出位置検
   出手段（22）及び柄位置検出手段（58）夫々の検出情報
   に基づいて前記果菜類の柄の長手方向を判別する判別手
   段（23）を設け、前記移動手段（24）による前記カッタ
   （17）及び柄支持部材（18）の移動方向を前記果菜類の
   柄の長手方向にすべく、前記判別手段（23）の判別結果
   に基づいて移動方向を設定するように前記移動手段（2
   4）を構成してある果菜類収穫用ハンドの柄切断装置。